pandas過濾詳解

pandas是Python中重要的數據處理工具之一，它提供了許多數據分析功能。其中，「過濾」是pandas的重要功能之一。通過pandas的過濾功能，我們可以很容易地從數據集中過濾出需要的數據行或列。本文將介紹pandas過濾的各種技巧，以及如何使用pandas庫進行數據處理。

一、pandas過濾數據

pandas過濾數據的方式有很多種，其中最常用的方式是使用布爾索引。布爾索引是基於某個條件對DataFrame對象進行真假判斷，返回一個元素為True或False的索引數組。然後，我們使用這個索引數組來篩選出需要的數據。下面我們來看一個例子：

import pandas as pd

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 進行過濾操作
df = df[df['A'] > 3]
print(df)

上面的代碼中，我們首先使用pandas創建了一個數據集，並且對A列進行了「過濾」操作。只有大於3的行才會被保留。我們可以使用以下代碼進行驗證：

# 輸出過濾結果
print(df)

輸出結果如下：

   A  B
3  4  d
4  5  e

我們可以看到，只有A列大於3的行被保留下來了。

二、pandas過濾兩列相等

在pandas中，我們可以使用布爾索引來進行多列過濾。例如，我們想要保留A列和B列值相等的行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 進行過濾操作
df = df[df['A'] == df['B']]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

   A  B
0  1  a

我們可以看到，只有A列和B列的值相等的行被保留了下來。

三、pandas過濾缺失

在實際的數據處理過程中，數據中可能有一些缺失值。在pandas中，我們可以使用isna()和notna()函數來判斷一個元素是否為空。例如，我們想要找出B列中為空的行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', None, 'c', 'd', 'e']})

# 進行過濾操作
df = df[df['B'].isna()]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

    A     B
1   2  None

我們可以看到，只有B列為空的行被保留了下來。

四、pandas過濾行

在pandas中，我們可以使用iloc或loc函數來選擇需要的行。iloc是根據行號和列號來選擇數據的，在對應行號和列號的位置處取出數據；loc則是根據標籤名來選擇數據的。例如，我們想要取出第二行的數據，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 進行過濾操作
df = df.iloc[1, :]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

A    2
B    b
Name: 1, dtype: object

我們可以看到，只有第二行的數據被保留了下來。

五、pandas過濾多值

在pandas中，我們可以用isin()函數選擇數據集中的多個值。例如，我們想要保留A列中等於1或等於3的行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 進行過濾操作
df = df[df['A'].isin([1, 3])]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

   A  B
0  1  a
2  3  c

我們可以看到，只有A列等於1或等於3的行被保留了下來。

六、pandas過濾掉異常值

在數據分析中，我們經常需要過濾掉一些異常值。在pandas中，我們可以使用describe()函數來查看數據分布情況，並根據分析結果對數據進行過濾。例如，我們想要過濾掉A列中大於均值兩倍標準差的行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 50],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 查看數據分布情況
print(df.describe())

# 進行過濾操作
df = df[df['A'] < df['A'].mean() + 2 * df['A'].std()]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

              A
count   5.000000
mean   12.000000
std    19.874607
min     1.000000
25%     2.000000
50%     3.000000
75%     4.000000
max    50.000000

   A  B
0  1  a
1  2  b
2  3  c
3  4  d

我們可以看到，A列中大於均值兩倍標準差的行被過濾掉了。

七、pandas過濾字元串

在pandas中，我們可以使用str.contains()和str.startswith()函數來過濾包含特定字元串的行或者以特定字元串開頭的行。例如，我們想要過濾出B列中包含字元「a」的行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'ad', 'e']})

# 進行過濾操作
df = df[df['B'].str.contains('a')]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

   A   B
0  1   a
3  4  ad

我們可以看到，只有B列包含字元「a」的行被保留了下來。

八、pandas過濾出所需要的行

在pandas中，我們可以使用query()函數來篩選出需要的行。query()函數可以接收一個表達式字元串，並根據該表達式字元串返回需要的行。例如，我們想要過濾出A列中等於1或等於3的行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 進行過濾操作
df = df.query('A==1 | A==3')
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

   A  B
0  1  a
2  3  c

我們可以看到，只有A列等於1或等於3的行被保留了下來。

九、pandas過濾值大於門限的數據行

在實際的數據分析中，我們經常需要對某列數據進行分析，然後篩選出那些不符合要求的數據行。例如，我們想要過濾掉A列中大於門限的數據行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 進行過濾操作
thresh = 3
df = df[df['A'] <= thresh]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

   A  B
0  1  a
1  2  b
2  3  c

我們可以看到，只有A列中小於或等於門限的數據行被保留了下來。

十、pandas模糊查詢選取

在pandas中，我們可以使用str.contains()來模糊查詢選取數據。例如，我們想要選取B列中包含字母「a」的數據行，可以使用以下代碼：

# 創建數據集
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5],
                   'B': ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']})

# 進行模糊查詢
df = df[df['B'].str.contains('a')]
print(df)

運行以上代碼後得到以下結果：

   A  B
0  1  a

我們可以看到，只有B列中包含字母「a」的數據行被保留了下來。

結束語

本文介紹了10種pandas過濾數據的方法，包括使用布爾索引、多列過濾、缺失值過濾、使用iloc和loc函數選擇行、使用isin()函數選擇多個值、過濾掉異常值、使用str.contains()和str.startswith()函數過濾字元串、使用query()函數篩選出需要的行、過濾值大於門限的數據行、模糊查詢選取數據。掌握這些技巧後，我們可以對數據進行快速的篩選和過濾操作，從而更加高效地進行數據分析。